揭秘高效電源如何選擇合適的MOS管

　　在當今的開(kāi)關(guān)電源設備中，MOS管的特性、寄生參數和散熱條件都會(huì )對MOS管的工作性能產(chǎn)生重大影響。因此深入了解功率MOS管的工作原理和關(guān)鍵參數對電源設計工程師至關(guān)重要。

　　目前，影響開(kāi)關(guān)電源電源效率最大的兩個(gè)損耗因素是：導通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，以下分別對這兩種損耗做具體分析。

　　導通損耗

　　導通損耗具體來(lái)講是由MOS管的導通阻抗Rds產(chǎn)生的，Rds與柵極驅動(dòng)電壓Vgs和流經(jīng)MOS管的電流有關(guān)。如果想要設計出效率更高、體積更小的電源，必須充分降低導通阻抗。如圖1所示是導通阻抗Rds、Vgs和Id的曲線(xiàn)圖：

　　圖1：導通阻抗Rds與Vgs和Id的曲線(xiàn)圖

　　開(kāi)關(guān)損耗

　　柵極電荷Qg是產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗的主要原因。柵極電荷是MOS管門(mén)極充放電所需的能量，相同電流、電壓規格的MOSFET，具有比較大的柵極電荷意味著(zhù)在MOS開(kāi)關(guān)過(guò)程中會(huì )損耗更多的能量。所以，為了盡可能降低MOS管的開(kāi)關(guān)損耗，工程師在電源設計過(guò)程中需要選擇同等規格下Qg更低的MOS管作為主功率開(kāi)關(guān)管。如圖2所示是柵極電荷Qg與Vgs的曲線(xiàn)圖：

　　圖2：柵極電荷Qg與Vgs的曲線(xiàn)圖

　　MOS管選型

　　針對開(kāi)關(guān)電源的應用，美國中央半導體（Central Semi）推出了一系列低Rds和Qg的功率MOSFET。代表型號為CDM2205-800FP，該MOS管具有以下性能優(yōu)勢：

　　• 最大耐壓為800V

　　• 最大連續電流5A

　　• 導通阻抗低至2.2Ω

　　• 柵極電荷Qg僅為17.4nC

　　如圖3所示是CDM2205-800FP在反激開(kāi)關(guān)電源中的應用。在電源設計器件選型中，首先根據電源的輸入電壓，確定器件所能承受的最大電壓，額定電壓越大，器件的成本就越高。然后需要確定 MOS管的額定電流，該額定電流應該是負載在所有情況下能夠承受的最大電流。確保所選擇的MOS管能夠承受連續電流和脈沖尖峰。

　　圖3：CDM2205-800FP在反激開(kāi)關(guān)電源中的應用